Part 01  前言

在PCB設(shè)計中，線寬的選擇是個技術(shù)活，尤其是當(dāng)電路中流過不同大小的電流時，線寬直接決定了電路的溫升、壓降和可靠性。太窄了可能導(dǎo)致過熱甚至燒板，太寬了又浪費空間，增加成本。今天咱們就結(jié)合實際案例，聊聊1A和100A電流分別需要多大的PCB線寬，順便分享一些設(shè)計中的小技巧和注意事項。

Part 02  線寬計算

下圖中給出了一個PCB線寬計算的經(jīng)驗公式，來源于IPC-2221標(biāo)準(zhǔn)，IPC-2221這個標(biāo)準(zhǔn)是一個常用的PCB設(shè)計規(guī)范。咱們先把公式列出來，然后一步步拆解：面積公式：

線寬公式：

接下來那么我們就以銅箔厚度：1oz(即0.0356mm)，允許溫升：25℃，環(huán)境溫度：25℃為例，分別計算一下1A電流需要多大PCB線寬？100A電流需要多大PCB線寬？

Part 03  實例計算

1.計算1A電流需要的線寬

步驟1：計算走線截面積A

假設(shè)走線是外層，散熱條件較好，用外層參數(shù)：k=0.048，b=0.44，C=0.725。電流I=1A，溫升Trise = 25°C。代入公式:

可以計算得到：A=9.32mil^2

步驟2：計算線寬W

銅箔厚度t=1oz=1.4mil，代入線寬公式:

1A電流，外層走線，1oz銅厚，溫升25°C時，線寬只需要0.123mm，約0.13mm，這個寬度非常小。

2.計算100A電流需要的線寬

現(xiàn)在算個大電流的場景100A。

步驟1：計算走線截面積A

還是外層走線，參數(shù)不變:k=0.048,b=0.44,c = 0.725。電流I=100 A，溫升Trise=25°C。

步驟2：計算線寬W

銅箔厚度還是t=1oz=1.4mil，代入公式：

轉(zhuǎn)成毫米：

100A電流，外層走線，1oz銅厚，溫升25°C時，線寬需要69.94mm，約70mm。這可是一條"超級寬"的線，PCB上基本放不下，實際設(shè)計中得用其他方法解決，后面會講。

3.內(nèi)層走線的差異

如果是內(nèi)層走線的k=0.024，比外層的k=0.048小一倍，說明內(nèi)層散熱條件差，同樣的電流和溫升下，內(nèi)層需要的截面積更大。咱們簡單算一下1A在內(nèi)層的線寬：

內(nèi)層線寬是外層的1.6倍左右，符合散熱差異。

4.實際設(shè)計中的應(yīng)對：100A怎么辦？

70mm的線寬顯然不現(xiàn)實，PCB上根本放不下。實際設(shè)計中，100A這種大電流通常會用以下方法:

增加銅厚：用2oz甚至4oz銅箔，減少需要的線寬。2oz銅厚時，100A的線寬會減半，變成35mm左右，但還是很寬。

多層并聯(lián)：在多層PCB中，把幾層走線并聯(lián)起來。比如4層板每層放一條20 mm寬的線，相當(dāng)于80mm寬，勉強能搞定。

鋪銅或加母排：對于大電流，直接在PCB上鋪大面積銅箔，或者用銅排Busbar代替走線，散熱更好，壓降更小。

Part 04  總結(jié)

通過計算，1A電流只需要0.13mm的線寬（外層，1oz銅厚，25°C溫升），而100A需要70mm的線寬，顯然需要特殊處理。實際設(shè)計中，線寬選擇得綜合考慮電流、溫升、銅厚、散熱條件和加工能力。小電流時可以稍微寬松點，大電流時得用鋪銅、加母排等"硬核"方法。設(shè)計時多算幾遍，別讓PCB"熱到冒煙"，畢竟電路穩(wěn)了，你才能睡得香！覺得自己手動計算麻煩？也有在線計算器哦：